浅谈现今航拍云台分类与未来发展
- 来源：宇辰网
- 2016/8/12 16:03:3850216
浅谈现今航拍云台分类与未来发展
与几年前相比，现在玩无人飞行器的人多了很多。在过去，大多数以航模飞机爱好者居多，而随着电池和遥控技术的发展、航拍应用的普及，不知不觉中，无人机从鲜为人知变成了如今大众所认同的潮流玩物，这与航拍云台技术的发展密不可分，今天我们就回顾一下，云台在这几年里面都有哪一些变化?
实际上，云台是摄像中常用到的，安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。它不对图像进行直接接收，而是控制摄像机或其它设备的转动方向。云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。
目前的云台大致可分为固定式航拍云台和电动可调节云台两种。
一、固定式航拍云台
固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安：装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。
广义上的航拍，被定义为所有在天空中拍摄的照片和视频，早在二战旗舰就出现了，当时德国的光学厂商研制高素质的镜头，用于在飞机上拍摄地面的地形军情等信息，在2012年以前，一般会被应用在军事领域较多，诸如在阿富汗战争中，美国的无人战机就是通过无人机监视，找到了本拉登的行踪，并且将其炸毁。
在一般的军事用固定翼无人飞机，所采用的拍摄云台，大多数是固定式航拍云台，垂直面向地面拍摄，没有运动补偿等稳定画面的装置，而先进的军事侦察用的无人机中，加入了球形监视器摄像头，能够360°的调整角度，优点是能够保持机身气流的流畅性拍摄影相，缺点是画面清晰度较差以及调整角度并不太灵面。
在2012年前后，娱乐无人机刚面世时，无人机所采用的航拍云台普遍都是固定式云台，将相机与飞行器固定在一起，运用调整飞机的角度，调整航拍时的视角。固定式的云台优点是能够减少成本、减轻重量、省电，从而提高飞行时间，缺点也非常明显，就是航拍画质较差、无法改变视角。
二、电动可调节云台
电动可调节云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的云台。在无人机应用上，电动云台又可以细分为三轴和两轴的。
三轴稳定航拍云台
三轴稳定航拍云台是对微型陀螺仪的技术成熟后才诞生的，在过去，用来测量是否水平的陀螺仪都较为庞大，但随着科技技术的进步，陀螺仪被应用到航拍云台上，使航拍时候无人机的前进、后退时，飞机姿态的变化，所产生的影像得以弥补。
三轴稳定航拍云台是现在主流航拍无人机所采用的航拍防抖云台，它优点是对航拍时的画面有的稳定，保证画面清晰稳定;而缺点是工程造价较贵，由于电机控制，所以相对会耗电，降低航拍的续航时间。
两轴稳定航拍云台
两轴稳定航拍云台其实是三轴稳定航拍云台的缩减版，在市场上一些定位在低端产品的无人机所大量采用，原因是两轴稳定器能够降低成本，省去了垂直方向上的稳定补偿，对耗电也会有所帮助。大多航拍用的无人机都是轴对称的结构，而轴对称结构在垂直方向上的晃动都不是太厉害。
有些无人机的脚架是作为天线的作用，在飞行中，不能够收起脚架，而航拍相机的水平转动，会在航拍过程中碰到脚架，在实际使用中并不方便。此类型航拍云台相比三轴航拍稳定器，两轴航拍稳定云台的，其优点是价格便宜、拍摄效果还可以接受，而缺点也是耗电影响续航时间，同时在无人机剧烈运动的时候，视频拍摄不能平滑过渡。
手持云台
其实手持云台的核心是三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，实质上和无人机上搭载的三轴稳定航拍云台一样。手持云台把原本只有专业人士才能办到的事情，透过简单的电子稳定系统，让所有人都可以简单的拍出非常细致且的镜头。手持云台能够实时获取数据计算出倾斜角，然后把数据通过PID算法得出应该给电机什么控制量。说直白点，你人往左倾了，就让电机往右校正，往右倾了，让电机往左校正，往前倾了，让电机往后校正，往后倾了，让电机往前校正。通过这种相互抵消来实现拍摄画面的稳定，别说是坐在汽车上拍摄，哪怕是坐在马车上，都一样稳稳的。
在手持云台出现前，已经有专门用于稳定摄像机的设备--斯坦尼康了，那么斯坦尼康和手持云台的不同到底在哪呢？
手持三轴云台和斯坦尼康大区别是适应性和使用方式上。手持三轴云台承重有限，充其量也就是架设单反之类的拍摄设备，可单手也可双手握持，三分钟就能学会。采用了从无人机航拍云台上移植下来的电控系统，精度更高，稳定效果更好，相对于大型斯坦尼康要轻便的多，且方便携带，单人就能玩转。斯坦尼康现在有很多类型，从单手握持到专业领域使用的带承重背心的大型斯坦尼康，对使用者的要求很高。作为一种高度人机结合的机械装置，其发挥空间更多的还是在人的表现，不像手持三轴云台那样，只需关注画面和焦点就可以了。想要自如运用需要很多练习，上手有难度。
三、未来的发展
笔者认为，在现在无人机航拍云台上的耗电是影响无人机飞行的一大因素，虽然可以提升电能使用方面上所努力，让是减少耗电量是重要的一个方面，而在稳定云台的电机耗电上，有网友实际测试，在其他因素相同的情况下，在不安装航拍云台下，飞行时间能够长达26分钟，而安装航拍云台后，飞行时间下降至18分钟，安装了云台后下降了30%的续航时间。因此改进云台的耗电，尽量减少云台对电池的消耗，将省下来的电优先供给无人机续航。
在未来，航拍无人机与VR技术结合是发展的潮流，但同时，高清晰度的全景视频和照片都会带来大量数据需要处理，仅仅1080P清晰度的视频，短短几秒中的视频估计也会几百MB以上，4K将会是天文数字。不过在数据的处理问题上，技术上的革新相信会在不久中出现，较为成熟的产品也会有所诞生。